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南京推廣高精度便攜式三坐標產(chǎn)業(yè)

來源: 發(fā)布時間:2025-06-01

由于三維掃描儀的掃描范圍有限,,因此常需要變換掃描儀與物體的相對位置或?qū)⑽矬w放置于電動轉(zhuǎn)盤(turnabletable)上,經(jīng)過多次的掃描以拼湊物體的完整模型,。將多個片面模型集成的技術(shù)稱做視頻配準(imageregistration)或?qū)R(alignment),,其中涉及多種三維比對(3D-matching)方法。三維掃描儀分類為接觸式(contact)與非接觸式(non-contact)兩種,,后者又可分為主動掃描(active)與被動掃描(passive),,這些分類下又細分出眾多不同的技術(shù)方法。使用可見光視頻達成重建的方法,,又稱做基于機器視覺(vision-based)的方式,,是***機器視覺研究主流之一。而激光光能達到極高之精確度,,然而這種方法對于噪聲相當敏感,。南京推廣高精度便攜式三坐標產(chǎn)業(yè)

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色度成形法(ShapefromShading)早期由B.K.P.Horn等學(xué)者提出,使用視頻像素的亮度值代入預(yù)先設(shè)計之色度模型中求解,,方程式之解即深度信息,。由于方程組中的未知數(shù)多過限制條件,因此須借由更多假設(shè)條件縮小解集之范圍,。例如加入表面可微分性質(zhì)(differentiability),、曲率限制(curvatureconstraint),、光滑程度(smoothness)以及更多限制來求得精確的解。此法之后由Woodham派生出立體光學(xué)法,。立體光學(xué)法(PhotometricStereo)為了彌補光度成形法中單張照片提供之信息不足,,立體光學(xué)法采用一個相機拍攝多張照片,這些照片的拍攝角度是相同的,,其中的差別是光線的照明條件,。**簡單的立體光學(xué)法使用三盞光源,從三個不同的方向照射待測物,,每次*打開一盞光源,。拍攝完成后再綜合三張照片并使用光學(xué)中的完美漫射(perfectdiffusion)模型解出物體表面的梯度向量(gradients),經(jīng)過向量場的積分后即可得到三維模型,。此法并不適用于光滑而不近似于朗伯表面(Lambertiansurface)的物體,。南京推廣高精度便攜式三坐標產(chǎn)業(yè)光滑程度(smoothness)以及更多限制來求得精確的解。

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調(diào)變光(ModulatedLighting)調(diào)變光三維掃描儀在時間上連續(xù)性的調(diào)整光線的強弱,,常用的調(diào)變方式是周期性的正弦波,。借由觀察視頻每個像素的亮度變化與光的相位差,即可推算距離深度,。調(diào)變光源可采用激光或投影機,,而激光光能達到極高之精確度,然而這種方法對于噪聲相當敏感,。非接觸被動式掃描被動式掃描儀本身并不發(fā)射任何輻射線(如激光),,而是以測量由待測物表面反射周遭輻射線的方法,達到預(yù)期的效果,。由于環(huán)境中的可見光輻射,,是相當容易獲取并利用的,大部分這類型的掃描儀以偵測環(huán)境的可見光為主,。但相對于可見光的其他輻射線,,如紅外線,也是能被應(yīng)用于這項用途的,。因為大部分情況下,,被動式掃描法并不需要規(guī)格太特殊的硬件支持,這類被動式產(chǎn)品往往相當便宜,。

以**形激光條紋取代單一激光光點,,將激光條紋對待測物作掃描,大幅加速了整個測量的進程,。NationalResearchCouncilofCanada是致力于研發(fā)三角測距激光掃描技術(shù)的協(xié)會之一(1978),。手持激光(HandholdLaser)手持激光掃描儀透過上述的三角形測距法建構(gòu)出3D圖形:透過手持式設(shè)備,對待測物發(fā)射出激光光點或線性激光光,。以兩個或兩個以上的偵測器(電耦組件或位置感測組件)測量待測物的表面到手持激光產(chǎn)品的距離,,通常還需要借助特定引用點-通常是具黏性,、可反射的貼片-用來當作掃描儀在空間中定位及校準使用。這些掃描儀獲得的數(shù)據(jù),,會被導(dǎo)入電腦中,,并由軟件轉(zhuǎn)換成3D模型。手持式激光掃描儀,,通常還會綜合被動式掃描(可見光)獲得的數(shù)據(jù)(如待測物的結(jié)構(gòu),、色彩分布),建構(gòu)出更完整的待測物3D模型,。此法并不適用于光滑而不近似于朗伯表面(Lambertian surface)的物體,。

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時差測距(Time-of-Flight)時差測距(time-of-flight,或稱'飛時測距')的3D激光掃描儀是一種主動式(active)的掃描儀,,其使用激光光探測目標物,。圖中的光達即是一款以時差測距為主要技術(shù)的激光測距儀(laserrangefinder)。此激光測距儀確定儀器到目標物表面距離的方式,,是測定儀器所發(fā)出的激光脈沖往返一趟的時間換算而得,。即儀器發(fā)射一個激光光脈沖,激光光打到物體表面后反射,,再由儀器內(nèi)的探測器接收信號,,并記錄時間。由于光速(speedoflight){\displaystylec}為一已知條件,,光信號往返一趟的時間即可換算為信號所行走的距離,此距離又為儀器到物體表面距離的兩倍,,故若令{\displaystylet}為光信號往返一趟的時間,,則光信號行走的距離等于{\displaystyle(c\cdott)/2}。顯而易見的,,時差測距式的3D激光掃描儀,,其量測精度受到我們能多準確地量測時間{\displaystylet}搜集各角度之輪廓線后即可“刻劃”成三維模型。南通什么是高精度便攜式三坐標發(fā)展現(xiàn)狀

此法之后由Woodham派生出立體光學(xué)法,。南京推廣高精度便攜式三坐標產(chǎn)業(yè)

手持激光(HandholdLaser)手持激光掃描儀透過上述的三角形測距法建構(gòu)出3D圖形:透過手持式設(shè)備,,對待測物發(fā)射出激光光點或線性激光光。以兩個或兩個以上的偵測器(電耦組件或位置感測組件)測量待測物的表面到手持激光產(chǎn)品的距離,,通常還需要借助特定引用點-通常是具黏性,、可反射的貼片-用來當作掃描儀在空間中定位及校準使用。這些掃描儀獲得的數(shù)據(jù),,會被導(dǎo)入電腦中,,并由軟件轉(zhuǎn)換成3D模型。手持式激光掃描儀,,通常還會綜合被動式掃描(可見光)獲得的數(shù)據(jù)(如待測物的結(jié)構(gòu),、色彩分布),,建構(gòu)出更完整的待測物3D模型。結(jié)構(gòu)光源(StructuredLighting)將一維或二維的圖像投影至被測物上,,根據(jù)圖像的形變情形,,判斷被測物的表面形狀,可以非??斓乃俣冗M行掃描,,相對于一次測量一點的探頭,此種方法可以一次測量多點或大片區(qū)域,,故能用于動態(tài)測量,。南京推廣高精度便攜式三坐標產(chǎn)業(yè)

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